小麥種子萌發(fā)期蛋白表達及呼吸代謝對低溫的響應(yīng).pdf

1、隨著全球氣候變化加劇，黃淮海麥區(qū)特別是一年兩播的北區(qū)，玉米品種改良趨勢向延長生育期和晚收的方向發(fā)展，小麥晚播比例逐年增加。晚播小麥在萌發(fā)過程中易遭遇低溫。本研究利用生理生化及高通量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，研究適溫和低溫條件下小麥種子萌發(fā)過程中蛋白質(zhì)組差異，對闡明溫度對小麥種子萌發(fā)的影響及其作用機理具有重要的理論和實際意義。
　　以小麥(Triticum aestivum L.)品種濟麥22為材料，研究了不同溫度處理條件下小麥種子萌發(fā)不同階

2、段（干種子、快速吸水期、緩慢吸水期、生長吸水期4個萌發(fā)重要時期）的呼吸速率、淀粉與可溶性糖含量，利用雙向電泳技術(shù)獲得差異表達蛋白質(zhì)點，采用蛋白質(zhì)組串聯(lián)質(zhì)譜分析儀鑒定，數(shù)據(jù)庫搜索并鑒定差異表達蛋白質(zhì)涉及的生物學(xué)功能。主要研究結(jié)果如下:
　　1.低溫條件下吸水比適溫下慢導(dǎo)致低溫延遲了小麥種子的萌發(fā)進程。相同萌發(fā)階段不同萌發(fā)溫度相比，適溫條件下小麥種子的呼吸速率及升幅顯著高于低溫條件;可溶性糖含量均呈先降低后升高的趨勢，均于緩慢吸水階段

3、達到最低，相同萌發(fā)階段不同溫度間相比，種子內(nèi)可溶性糖含量在適溫條件下的變化顯著快于低溫;總淀粉含量適溫下低于低溫且降幅顯著高于低溫。
　　2.兩種不同溫度條件下小麥種子萌發(fā)過程中差異表達蛋白數(shù)量為56個，與數(shù)據(jù)庫匹配的蛋白點為46個，其中上調(diào)蛋白22個(U1-U22)，下調(diào)蛋白18個(D1-D18)，及復(fù)雜變化蛋白6個(C1-C6)。對成功鑒定的46個差異表達蛋白質(zhì)進行了統(tǒng)計分析，所鑒定蛋白主要參與能量代謝、糖類代謝、蛋白代謝、貯

4、藏蛋白、抑制蛋白、轉(zhuǎn)運及轉(zhuǎn)錄等。其中上調(diào)蛋白主要為能量代謝（9個）、糖類代謝（15個）和蛋白代謝相關(guān)酶類（2個）等，下調(diào)蛋白主要為貯藏蛋白（8個）、抑制蛋白（7個）等。
　　3.β-淀粉酶在種子萌發(fā)過程中表達量上調(diào)，同時，α-淀粉酶-B同工酶于緩慢吸水階段出現(xiàn)且在之后的萌發(fā)過程中表達量與β-淀粉酶呈同步快速升高趨勢，相同萌發(fā)階段低溫下淀粉酶表達量低于適溫。能量代謝相關(guān)蛋白主要包括糖酵解、三羧酸循環(huán)以及ATP合成等相關(guān)酶蛋白，這些酶

5、類在萌發(fā)過程中表達量的上調(diào)，適溫下的表達量高于低溫。淀粉合成相關(guān)酶類在萌發(fā)過程中大量分解，說明萌發(fā)過程中多糖的合成停止或保持在較低水平。貯藏蛋白在萌發(fā)過程中主要表現(xiàn)為表達量下調(diào)，低溫下該類蛋白表達量降幅顯著低于適溫。抑制蛋白在種子萌發(fā)過程中表達量下調(diào)，且低溫下的表達量高于適溫。
　　4.綜合分析，與適溫萌發(fā)條件相比，低溫限制了小麥種子α-淀粉酶和β-淀粉酶的表達量從而抑制淀粉降解;降低糖酵解過程中磷酸甘油酸變位酶、三羧酸循環(huán)的檸檬